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閉断面とは?1分でわかる意味、開断面との違い、断面二次モーメント、座屈との関係

閉断面(へいだんめん)とは、断面が閉じた形状です。角形(箱型)や円筒の断面をいいます。座屈に対する抵抗性が高いです。今回は閉断面の意味、開断面との違い、断面二次モーメント、座屈との関係について説明します。開断面、座屈の意味は下記が参考になります。

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閉断面とは?

閉断面とは、断面が閉じた形状のことです。下図をみてください。これが閉断面です。

閉断面

閉断面には、角形や円筒形があります。鋼材の種類では角形鋼管や鋼管といいます。角形鋼管、鋼管の意味、規格は下記が参考になります。

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H形や溝形などの開断面は、必ず弱軸があります。よって弱軸方向の座屈や、断面性能の低さに注意して設計します。弱軸、強軸の意味は下記が参考になります。

1分でわかる強軸と弱軸の違い


一方、閉断面である角形鋼管や鋼管は、「方向性が無い」という特徴があります。下図をみてください。x軸回り、y軸回りのどちらを曲げても、「断面が同じなので」抵抗性も同じです。弱軸が無いともいえます。

閉断面と方向性

柱は常に圧縮力が作用する部材です。座屈の抵抗性が高い閉断面は、柱に用いることが多いです。

閉断面の読み方

閉断面は「へいだんめん」と読みます。開断面は「かいだんめん」です。

閉断面と開断面、中実断面の違い

閉断面と開断面、中実断面の違いを下記に示します。


閉断面 ⇒ 断面が閉じた形状のこと

開断面 ⇒ 断面が開いた形状のこと

中実断面 ⇒ 中身が詰まった断面形状のこと


下図に閉断面、開断面、中実断面を示します。

閉断面、開断面、中実断面

閉断面と断面二次モーメントの関係

閉断面は開断面に比べて、強軸と弱軸の差が小さいです(あるいは強軸のみ)。断面二次モーメントの差も小さいので、色々な方向から力が作用する柱に使うことが多いです。柱の意味は、下記が参考になります。

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閉断面と座屈の関係

閉断面は、断面性能に方向性が無いです(少ない)。閉断面の断面二次半径は、開断面の弱軸回りの値に比べて大きいです。よって、常に圧縮力が生じる柱などには閉断面を用います。ただし開断面を用いても、座屈に対して適切に設計すれば問題ないです。


座屈の意味は、下記が参考になります。

座屈とは?座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類

まとめ

今回は閉断面について説明しました。意味が理解頂けたと思います。閉断面は、断面が閉じた形状です。開断面との違いを覚えましょう。また閉断面と座屈、断面性能の関係を理解しましょう。下記の記事も勉強してくださいね。

開断面とは?1分でわかる意味、読み方、閉断面との違い、ねじれ、座屈との関係

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